Med den kontinuerliga utvecklingen av industriell automation har PLC:er blivit en oumbärlig del av industriell styrning och används ofta i industriell produktion. Men många ingenjörer är osäkra på deras underhåll, felsökning och driftteknik. Den här artikeln sammanfattar några erfarenheter och tips från att använda PLC:er, som vi hoppas kommer att fungera som referens för våra kamrater.
I. PLC-ingångar och -utgångar
En liten PLC styr flexibelt ett komplext system. Det som syns är två rader med förskjutna in- och utgångsreläterminaler, motsvarande indikatorlampor och PLC:ns serienummer-ungefär som en integrerad krets med dussintals stift. Utan att konsultera det schematiska diagrammet skulle alla som försöker felsöka en felaktig enhet gå förlorade, och processen att identifiera felet skulle vara extremt långsam. Med tanke på denna situation har vi skapat en tabell baserad på elschemat och lagt upp den på utrustningens kontrollpanel eller kontrollskåp. Den här tabellen listar terminalnumren för varje PLC-ingång och -utgång, tillsammans med deras motsvarande elektriska symboler och kinesiska namn -liknande funktionsbeskrivningarna för stiften på en integrerad krets.
Med denna I/O-tabell kan elektriker som förstår driftprocessen eller är bekanta med enhetens stegdiagram fortsätta med felsökningen. Men för elektriker som inte är bekanta med driftprocessen och inte kan läsa stegdiagram, är det nödvändigt att skapa en extra tabell: PLC I/O Logic Function Table. Denna tabell illustrerar effektivt de logiska förhållandena mellan ingångskretsarna (triggande element och tillhörande element) och utgångskretsarna (ställdon) i de flesta driftprocesser. Praxis har visat att om du skickligt kan använda I/O-korrespondenstabellen och I/O-logikfunktionstabellen, kan du felsöka elektriska fel med lätthet, även utan att hänvisa till schemat.
II. Felsökning av ingångskretsar
För att avgöra om en specifik ingångskrets-som en tryckknapp, gränslägesbrytare eller ledningar-fungerar korrekt, tryck på tryckknappen (eller annan ingångskontakt) medan PLC:n är påslagen (helst i ett icke-driftstillstånd för att förhindra oavsiktlig utrustningsaktivering). Detta kommer att kortsluta- motsvarande PLC-ingångsterminal till den gemensamma terminalen. Om PLC-ingångens indikatorlampa som motsvarar tryckknappen tänds, indikerar det att tryckknappen och dess ledningar fungerar normalt. Om indikatorn inte tänds kan tryckknappen vara defekt, det kan vara dålig kontakt i kablarna eller kretsen kan vara bruten.
III. Utgångskrets felsökning
För PLC-utgångspunkter (avser här endast reläutgångar), om indikatorlampan som motsvarar det aktiverade objektet inte tänds medan PLC:n bekräftas vara i drift, indikerar detta att PLC:ns ingångs-utgångslogikfunktion för det aktiverade objektet inte har uppfyllts. Det finns med andra ord ett fel i ingångskretsen; kontrollera ingångskretsen enligt beskrivningen ovan. Om motsvarande indikatorlampa lyser men ställdonet (som en magnetventil eller kontaktor) inte fungerar, kontrollera först magnetventilens styrströmförsörjning och säkringar. Den enklaste metoden är att använda en spänningsprovare för att mäta den gemensamma terminalen för motsvarande PLC-utgångspunkt. Om spänningstestaren inte tänds kan det finnas ett strömförsörjningsfel, till exempel en säkring som har gått. Om spänningstestaren tänds är strömförsörjningen bra och motsvarande magnetventil, kontaktor eller kabeldragning är felaktig. Om systemet fortfarande inte fungerar normalt efter felsökning av magnetventil, kontaktor och ledningar, använd en multimeter: anslut en sond till motsvarande utgångsterminal och den andra till motsvarande PLC-utgång. Om magnetventilen fortfarande inte fungerar indikerar detta ett fel i utgångsledningarna.
Om magnetventilen fungerar vid denna punkt, ligger problemet i PLC-utgångspunkten. Eftersom spänningstestaren ibland kan ge felaktiga avläsningar, kan en annan metod användas för analys: ställ in multimetern på spänningsområdet och mät spänningen mellan PLC-utgångspunkten och den gemensamma terminalen. Om spänningen är noll eller nära noll är PLC-utgångspunkten normal och felet ligger i den perifera kretsen. Om spänningen är hög indikerar det att kontaktresistansen för denna terminal är för hög och att den är skadad. Dessutom, om indikatorlampan inte tänds men motsvarande magnetventil, kontaktor etc. fungerar, kan detta indikera att utgångsterminalen har blivit utbränd på grund av överbelastning eller kortslutning. Koppla i så fall bort de externa kablarna från utgångsterminalen och använd en multimeter inställd på motståndsområdet för att mäta resistansen mellan utgångsterminalen och den gemensamma terminalen. Om motståndet är lågt indikerar det att kontakten är felaktig; om motståndet är oändligt, indikerar det att kontakten är intakt, och motsvarande utgångsindikator är troligen problemet.
IV. Programlogikavdrag
Det finns många typer av PLC:er som ofta används inom industrin. För låg--PLC är instruktionerna för stegdiagram i stort sett lika; för medel-till-höga-modeller, såsom S7-300, är många program skrivna i språktabeller. Praktiska stegdiagram måste innehålla kinesiska symbolanteckningar; annars är de svåra att läsa. Om du har en allmän förståelse för utrustningens process eller driftsprocedurer innan du granskar stegdiagrammet, blir det lättare att tolka. När du utför analys av elektriska fel, används den omvända spårningsmetoden-även känd som bakåtspårningsmetoden. Detta innebär att man använder I/O-korrespondenstabellen för att lokalisera PLC:ns utgångsrelä som motsvarar felpunkten och sedan spåra tillbaka de logiska sambanden som utlöser dess funktion. Erfarenheten visar att när ett enskilt problem väl har identifierats kan felet generellt uteslutas, eftersom det är sällsynt att två eller flera felpunkter uppstår samtidigt på en enhet.
Diagnostisera PLC-fel
Generellt sett är PLC:er extremt pålitliga enheter med mycket låg felfrekvens; men externa faktorer kan också göra att de inte fungerar.
En beröringsfri strömbrytare med 220V strömförsörjning hade sina två kontaktledningar för ingångssignaler som delar en 4-ledad kabel med strömbrytarens 220V strömledningar. När omkopplaren misslyckades och en elektriker bytte ut den bytte de av misstag strömförsörjningens neutrala ledning med den gemensamma ingångsledningen till PLC:n. Detta gjorde att tre PLC-ingångspunkter brändes ut när strömmen återställdes.
Vid ett annat tillfälle orsakade korrosion ett brott i den neutrala ledningen på systemströmtransformatorn, vilket resulterade i att 220V-strömförsörjningen till PLC:n höjdes till 380V, vilket brände ut strömmodulen i botten av PLC:n. Vid efterföljande likriktning lades en 380/220V isoleringstransformator till.
På Siemens S7-200 PLC är de gemensamma terminalerna för utgångar märkta 1L, 2L, etc., medan arbetsterminalerna betecknas som AC L1 N. +24V-strömförsörjningen betecknas som L+M. Detta kan lätt leda till förvirring för nybörjare eller de med begränsad erfarenhet. Om L+M av misstag behandlas som 220V strömförsörjningsterminaler, kommer PLC:ns 24V strömförsörjning att skadas i samma ögonblick som strömmen tillförs.
Sannolikheten för hårdvaruskador på PLC, CPU eller liknande komponenter, eller programvarukörningsfel, är praktiskt taget noll. PLC-ingångspunkter kommer sannolikt inte heller att skadas om de inte orsakas av hög-intrång. De normalt öppna kontakterna på PLC-utgångsreläer har en mycket lång livslängd, förutsatt att det inte finns någon kortslutning i den perifera belastningen eller konstruktionsfel som gör att belastningsströmmen överskrider märkområdet. Därför, vid felsökning av elektriska fel, bör fokus ligga på de perifera elektriska komponenterna i PLC:n. Anta inte automatiskt att PLC:ns hårdvara eller program är fel. Detta är avgörande för att snabbt kunna reparera felaktig utrustning och återuppta produktionen. Följaktligen, vid felsökning av elektriska fel i en PLC-styrkrets, bör fokus inte ligga på själva PLC:n, utan snarare på de perifera elektriska komponenterna i styrkretsen.